JFE 塑料废弃物循环利用

    炼铁过程中要利用铁矿石、煤炭、水、电力和燃料等资源。日本JFE 钢铁公司一直在实施各种技术措施，降低炼铁过程产生的环境负荷。经过长期的积累，JFE 已具备了钢铁技术与工程技术的综合实力，并在此基础上努力构建以节省资源、节能、环保为宗旨的环境友好型炼铁工艺流程。

    此外，为减少对产业和社会的环境负荷积极地向社会提供环境友好型钢铁产品。 1991 年制定的《资源有效利用促进法》，明确提出将废弃物作为资源进行循环利用的思路。

    2000 年6 月制定了《推进循环型社会基本法》，促进将废弃物作为“循环资源”进行循环利用，提出了废弃物减量化、再利用、再循环(3R)的原则。JFE 集团以循环事业为契机，于2000 年4 月全面实施了1995 年制定的《容器包装循环法》。

    位于京滨地区的 JFE 东日本制铁所，从1996 年10 月开始，将聚氯乙烯以外的废塑料替代焦炭作为高炉还原剂。2000 年制定了《容器包装循环法》，将废塑料包装容器等废弃物也作为炼铁原料实现了再资源化。

    塑料废弃物的再资源化

    1 作为高炉铁矿石的还原剂

    高炉炼铁通常使用焦炭作为还原剂，也可使用废塑料替代焦炭作为还原剂。废塑料经过破碎、造粒之后，从高炉下部风口部位喷吹进高炉后，生成还原性煤气CO 和H2，将铁矿石还原成铁。进行还原反应使用的煤气(约800kcal/Nm3)在高炉上部回收，用于炼铁厂内的加热炉和发电设备等。这样，在高炉内喷吹的废塑料，可全部在炼铁工艺流程中得到有效利用。另外，利用废塑料产生的H2 进行还原，与使用焦炭相比，可大幅减少CO2 的排放量。瓶子等固定形状的废塑料，由破碎机按照所需粒径进行破碎后可直接喷吹。由于废塑料膜粉碎后不能直接喷吹，必须进行造粒。聚氯乙烯等含有氯成分，它在高炉内热分解产生腐蚀高炉设备的HCl，因此必须去除聚氯乙烯塑料。

    由于在 2400℃的高温风口周边吹入废塑料，所以不会产生二英类物质。由于高炉炉顶部分的低温区域造成强还原环境，在此不会发生二英生成及再合成反应。无偿使用废塑料作为铁矿石的还原剂，不仅可以减少炼铁流程中煤炭利用量，还可以抑制CO2 的排放量。可以说，高炉对废塑料的利用有效利用了化石资源，大大减少了环境负荷，是优异的循环系统和形成循环型社会的适宜工艺。

    2 容器包装废塑料的处理

    根据 2004 年4 月的《容器包装循环法》，开始了塑料容器包装的再商品化。为实现塑料容器包装再资源化，用于高炉原料化处理过程如图1 所示。高炉原料化设备的功能是:将自治体(日本专门从事循环经济的单位)收集、并经压缩打捆的标准物进行拆捆，用摇动式分选机分出固定形体、瓶子、薄膜，清除混入的异物；再通过人工对固定形体、瓶子的选取，将不适宜再资源化的东西清除后，用破碎机按照所需粒径进行破碎，成为高炉用还原剂。另外，薄膜类经破碎机所定粒径破碎后，由于薄膜密度差异，使用离心式密度分离装置将聚氯乙烯分离出去后，通过造粒机将薄膜按所定粒径造粒后作为高炉还原剂。为落实 2004 年4 月开始实施的包装容器再商品化，东日本制铁所京滨地区(川崎市)以及西日本制铁所福山地区(广岛)的两家钢铁厂，建设了高炉原料化设备。

    3 聚氯乙烯的加热脱氯处理

    聚氯乙烯与氧气在隔绝的状态中，加热到300～400℃，发生热分解，生成HCl。利用这一性质，在图2 所示的外热式回转炉内，将聚氯乙烯与媒介物进行搅拌进行热分解，待热分解产物冷却后进行破碎，作为炼铁原料。媒介体是钢铁厂使用的粉状焦炭，防止分解物结块以及防止附着在回转炉内壁。由于回转炉内的还原环境，不会产生二英类物质。热分解煤气从回转炉排出后，随着高温燃烧，分解同时产生的碳氢化物，使碳氢化物不向环境排放。热分解产生的HCl 在吸收塔被水吸收后，经过精馏，回收工业用盐酸。回收的盐酸在制铁所内有效的进行用于钢材生产的酸洗作业。塑料处理促进会和聚氯乙烯工业环境协会共同成功的进行了此项试验，2004 年4 月正式开始实施，JFE 环境(株)于2005 年接手此事业。